CN113169385B - 电池包、测量电池电流的电路系统及测量电池电流的设备 - Google Patents

Abstract

一种电池包、测量电池电流的电路系统及测量电池电流的设备，以提高电池电流的测量精度。该电池包包括：控制信号接收端、电池以及电阻可调电路。其中，控制信号接收端用于接收由电池包之外的电路系统发送的第一控制信号；可调电阻电路用于基于控制信号接收端接收的第一控制信号，调整电阻可调电路的电阻值。

Description

电池包、测量电池电流的电路系统及测量电池电流的设备

技术领域

本申请涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种电池包、测量电池电流的电路系统及测量电池电流的设备。

背景技术

随着电子技术的蓬勃发展，智能手机等电子设备的数据处理能力不断增强，应用场景也越来越复杂，使得电子设备的耗电量也越来越大。电子设备的电池电量的测量对电池本身以及电子设备用户都具有重要的意义，电子设备的电池电量的测量不仅能够更好地保护电子设备的电池，防止其过放电以及过充电，还使得用户能够了解电子设备的剩余电量，进而可以估计电子设备的可使用时间，并及时地保存重要数据。因此，用于测量电池电量的库仑计(也叫电量计)也已成为电子设备的标配模块之一。

在实际应用中，库仑计通过采集电池充放电回路上采样电阻的压降来计算电池的充放电电流，进而根据电池的充放电电流确定电池的电量。但是，为了减小电池充放电过程中的能量损失，电池充放电回路的电阻会设计的尽量小，较小的充放电回路电阻给库仑计检测小电流带来重大挑战。另外，库仑计作为电子设备内部电压电流在线检测的重要模块，功能扩展空间较大，受限于充放电回路的电阻较小这一条件，导致对小电流精测精度要求较高的扩展应用无法实现。

发明内容

本申请提供了一种电池包、测量电池电流的电路系统及测量电池电流的设备，以提高电池电流的测量精度。

第一方面，本申请提供了一种电池包，该电池包包括控制信号接收端、电阻可调电路和电池，电阻可调电路与电池串联。其中，控制信号接收端，用于接收电池包之外的电路系统发送的第一控制信号；电阻可调电路，用于基于控制信号接收端接收的第一控制信号，调整电阻可调电路的电阻值。

通过上述方案，电池包中的电阻可调电路的电阻值可以在电池包外部的电路系统控制下进行调整，即电池包的内阻可调，进而可以通过电池包内阻调整前后电池包的输出电压以及电池包内阻调整前后的电阻变化量确定电池包中电池产生的电流，相对于现有技术中直接通过库仑计测量电池电流的方案，所确定的电池包产生的电流的精度较高。本方案尤其适用于小电流精确测量。

一种可能的实施方式中，为了减小电池包的功耗，电阻可调电路的电阻值在调整之前(即电阻可调电路的默认电阻值)通常为较小值，甚至最小值，第一控制信号通常用于控制电阻可调电路增大电阻可调电路的电阻值。

一种可能的实施方式中，电阻可调电路包括至少一个晶体管，第一控制信号用于控制至少一个晶体管以调整电阻可调电路的电阻值。其中，该至少一个晶体管可以为金属氧化物半导体MOS管，也可以为三极管、晶闸管等在不同工作状态下电阻不同的半导体器件。

一种可能的实施方式中，电阻可调电路中的至少一个晶体管可以包括第一晶体管，此时，第一控制信号用于在电池放电过程中调整第一晶体管的导通程度来调整电阻可调电路的电阻值。

一种可能的实施方式中，电阻可调电路中的至少一个晶体管可以包括并联的第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管导通时的电阻值与第二晶体管导通时的电阻值不同，此时，第一控制信号用于在电池放电过程中控制第一晶体管的状态和/或第二晶体管的状态来调整电阻可调电路的电阻值，第一晶体管的状态和第二晶体管的状态包括导通状态或截止状态。

一种可能的实施方式中，电阻可调电路中的至少一个晶体管也可以包括第三晶体管，此时，第一控制信号用于在电池充电过程中调整第三晶体管的导通程度来调整电阻可调电路的电阻值。

一种可能的实施方式中，电阻可调电路中的至少一个晶体管包括并联的第三晶体管和第四晶体管，第三晶体管导通时的电阻值与第四晶体管导通时的电阻值不同，此时，第一控制信号用于在电池充电过程中控制第三晶体管的状态和/或第四晶体管的状态来调整电阻可调电路的电阻值，第三晶体管的状态和第四晶体管的状态包括导通状态或截止状态。

一种可能的实施方式中，电阻可调电路还包括保护电路，用于基于第一控制信号生成至少一个晶体管控制信号，至少一个晶体管控制信号能够分别作用于电阻可调电路中的至少一个晶体管的控制端以控制至少一个晶体管。

第二方面，本申请还提供了一种测量电池电流的电路系统，该电路系统包括控制电路和测量电路。其中，处理电路，用于向电池包发送第一控制信号，第一控制信号用于调整电池包的电阻值；测量电路，用于检测调整电池包的电阻值前电池包的第一输出电压和调整电池包的电阻值后电池包的第二输出电压；处理电路还用于：根据第一输出电压、第二输出电压以及调整电池包的电阻值引起的电阻值变化量，确定电池包产生的电流。

通过上述方案，电路系统能够控制电池包的电阻值，根据电池包的电阻值调整前后电池包的输出电压以及电池包的电阻值变化量确定电池包产生的电流，相对于现有技术中直接通过库仑计测量电池电流的方案，电路系统所确定的电池包产生的电流的精度较高，尤其是针对电池包产生的小电流。

一个可能的实施方式中，电池包产生的电流为充电电流或放电电流。

一个可能的实施方式中，电池包产生的电流可以为放电漏电流。

一个可能的实施方式中，测量电路还用于检测电池包产生的检测电流；处理电路具体用于：在检测电流小于第一阈值时，向电池包发送第一控制信号，以及根据第一输出电压、第二输出电压以及电阻值变化量，确定电池包产生的电流；测量电路具体用于：在检测电流小于第一阈值时，检测第一输出电压和第二输出电压。

一个可能的实施方式中，电池包产生的电流是第一输出电压与第二输出电压之差与电阻值变化量的比值。

一个可能的实施方式中，测量电路还用于检测电池包产生的检测电流；处理电路还用于：在检测电流大于第二阈值时，向电池包发送第二控制信号，第二控制信号用于调整电池包的电阻值；测量电路，还用于在检测电流大于第二阈值时，检测调整电池包的电阻值前电池包的第三输出电压，和调整电池包的电阻值后电池包的第四输出电压；处理电路还用于：根据第三输出电压、第四输出电压以及检测电流，确定调整电池包的电阻值引起的电阻值变化量。

一个可能的实施方式中，第二控制信号与第一控制信号相同，以使检测电流大于第二阈值时调整电池包的电阻值引起的电阻值变化量，与检测电流小于第一阈值时调整电池包的电阻值引起的电阻值变化量相同。

一个可能的实施方式中，测量电路包括库仑计和采样电阻。其中，库仑计的第一电压检测端用于与电池包的第一输出端连接，库仑计的第二电压检测端与电池包的第二输出端连接，库仑计的第一电流检测端分别与电池包的第二输出端以及采样电阻的第一端连接，库仑计的第二电流检测端与采样电阻的第二端连接。

第三方面，本申请还提供了一种测量电池电流的设备，该设备包括上述第一方面中任意一种可能的实施方式所述的电池包，以及上述第二方面中任意一种可能的实施方式所述的测量电池电流的电路系统。

可以理解地，上述提供的任一种测量电池电流的设备包括上述第一方面所述的电池包以及上述第二方面所述的测量电池电流的电路系统，因此，其所能达到的有益效果可参考第一方面所提供的电池包以及第二方面所提供的测量电池电流的电路系统中的有益效果，此处不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图2A为本申请实施例提供的一种电池包的结构示意图之一；

图2B为本申请实施例提供的一种电池包的结构示意图之二；

图3A为本申请实施例提供的一种电阻可调电路的结构示意图之一；

图3B为本申请实施例提供的一种电阻可调电路的结构示意图之二；

图4A为本申请实施例提供的一种电阻可调电路的结构示意图之三；

图4B为本申请实施例提供的一种电阻可调电路的结构示意图之四；

图5为本申请实施例提供的一种电阻可调电路的结构示意图之五；

图6A为本申请实施例提供的一种电阻可调电路的结构示意图之六；

图6B为本申请实施例提供的一种电阻可调电路的结构示意图之七；

图7为本申请实施例提供的一种测量电池电流的电路系统的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种测量电路的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种测量电池电流的设备的结构示意图。

具体实施方式

库仑计(也叫电量计)通过采集电池充放电回路上的压降来计算电池的充放电电流，进而根据电池的充放电电流确定电池的电量。但是，电池充放电回路的电阻通常较小，因此，在库仑计电压检测精度不变的情况下，充放电回路的电阻越小，库仑计所能检测的电流精度越差。另外，库仑计作为电子设备内部电压电流在线检测的重要模块，功能扩展空间较大，受限于充放电回路的电阻较小这一条件，导致对小电流精测精度要求较高的扩展应用无法实现。

为了解决上述问题，本申请提供了一种电池包、测量电池电流的电路系统及测量电池电流的设备，以提高电池电流的测量精度，尤其是小电流(例如小于10mA的电流)的测量精度。另外，需要理解的是，在本申请实施例的描述中，多个，是指两个或两个以上；“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。本实施例中的“连接”指的是电性连接或电性耦合。

图1为本申请提供的一种电子设备的硬件架构图，该电子设备可以是手机、平板电脑、智能穿戴设备以及笔记本电脑等通过电池进行供电的设备，如图1所示，该电子设备100包括电池包110、库仑计120以及用电负载130。其中，电池包110的输出端VBATT+与库仑计120的电压检测端VBAT_P连接，电池包110的输出端VBATT-与库仑计120的电压检测端VBAT_N连接，电池包110的输出端VBATT-还与采样电阻R1串联，库仑计120的电流采样端SRP和电流采样管脚SRN分别与采样电阻R1的两端连接。

电池包110包括电池、晶体管和保护电路，其中，电池与晶体管串联，保护电路用于控制晶体管的状态，以保证电池的充放电安全。在具体实施中，电池包110可以包括一个或多个保护电路，例如，如图1所示，电池包110包括2个充放电保护电路，以对电池的充放电过程进行两级保护，以提高电池的安全性。晶体管则用于调整电池包110的电阻值，是一种电阻可调电路。

库仑计120通过电压检测端VBAT_P和电压检测端VBAT_N采样得到电池的输出电压，库仑计120通过电流采样端SRP和电流采样端SRN采样电阻R1两端的电压，根据采样电阻R1的阻值以及采样电阻R1两端的电压得到电池产生的电流，例如，采样电阻R1的阻值可以为2毫欧(mohm)。

用电负载130为电子设备100中需要利用电池包110提供的电能实现其功能的电子元器件，如应用处理器、传感器(如温度传感器、重力传感器、距离传感器以及指纹传感器等)、显示屏、通信处理器、以及射频芯片等(图1中未示出)。

图2A为本申请实施例提供的一种电池包200，电池包200可以应用于如图1所示的电子设备100。如图2A所示，电池包200包括：控制信号接收端210、电阻可调电路220和电池230，电阻可调电路220与电池230串联。其中，电阻可调电路220可以串联在电池230的负极，如图2A所示，也可以串联在电池230的正极，如图2B所示。控制信号接收端210，用于接收电池包200之外的电路系统发送的第一控制信号。电阻可调电路220，用于基于控制信号接收端210接收的第一控制信号，调整电阻可调电路220的电阻值，例如可参考图1中电池包110中晶体管，或者其也可以被其他类型的具有可变电阻值的器件所代替，例如可变电阻器，后续实施例仅以晶体管为例作介绍。需理解，所述第一控制信号可以是数字信号或模拟信号，后续以数字信号为例作介绍，但不用于限定。

进一步地，为了减小电池包200的功耗，电阻可调电路220的电阻值在调整之前(即电阻可调电路220的默认电阻值)通常为较小值，甚至最小值，第一控制信号通常用于控制电阻可调电路220增大电阻可调电路220的电阻值。

在一种具体实施中，电阻可调电路220包括至少一个晶体管，第一控制信号用于控制至少一个晶体管以调整电阻可调电路220的电阻值。其中，该至少一个晶体管可以为金属氧化物半导体(metal oxide semiconductor，MOS)场效应晶体管(也称为MOS管(包括N沟道MOS管和P沟道MOS管))，也可以为三极管(包括PNP性MOS管和NPN型三极管)、晶闸管等在不同工作状态下电阻不同的半导体器件。当电阻可调电路220包括多个晶体管时，该多个晶体管的类型可以相同(例如该多个晶体管均为MOS管)，也可以不同(例如该多个晶体管中的一部均为MOS管，另一部分为三极管)。

其中，在电池230处于放电状态时，如图3A所示，电阻可调电路220中的至少一个晶体管可以包括第一晶体管M1，此时，第一控制信号用于在电池230放电过程中调整第一晶体管M1的导通程度，来调整电阻可调电路220的电阻值。第一晶体管M1在不同导通程度下的电阻值不同，因此，通过调整第一晶体管M1的导通程度可以调整电阻可调电路220的电阻值。

或者，如图3B所示，电阻可调电路220中的至少一个晶体管可以包括并联的第一晶体管M1和第二晶体管M2，第一晶体管M1导通时的电阻值与第二晶体管M2导通时的电阻值不同，此时，第一控制信号用于在电池230放电过程中控制第一晶体管M1的状态和/或第二晶体管M2的状态来调整电阻可调电路220的电阻值，第一晶体管M1的状态和第二晶体管M2的状态包括导通状态或截止状态。由于电池230放电时，第一晶体管M1以及第二晶体管M2中至少有一个处于导通状态，电池230的释放的电能才能被电池包200连接的外部电路获得，因此，电阻可调电路220的电阻值调整前后，第一晶体管M1以及第二晶体管M2中至少有一个处于导通状态。

其中，在第一晶体管M1以及第二晶体管M2中任意一个的状态调整之前，若第一晶体管M1以及第二晶体管M2均处于导通状态，第一控制信号用于控制第一晶体管M1从导通状态切换到关断状态，第二晶体管M2保持导通状态不变，或者，第一控制信号用于控制第二晶体管M2从导通状态切换到关断状态，第一晶体管M1保持导通状态不变；若第一晶体管M1处于导通状态，第二晶体管M1处于关断状态，第一控制信号用于控制第一晶体管M1从导通状态切换到关断状态，控制第二晶体管M2从关断状态切换到导通状态，或者，第一控制信号用于控制第二晶体管M2从关断状态切换到导通状态，第一晶体管M1保持导通状态不变；若第一晶体管M1处于关断状态，第二晶体管M2处于导通状态，第一控制信号用于控制第一晶体管M1从关断状态切换到导通状态，控制第二晶体管M2从导通状态切换到关断状态，或者，第一控制信号用于控制第一晶体管M1从关断状态切换到导通状态，第二晶体管M2保持导通状态不变。

另外，在电阻可调电路220中的至少一个晶体管可以包括并联的第一晶体管M1和第二晶体管M2的场景下，第一控制信号也可以用于在电池230放电过程中调整第一晶体管M1以及第二晶体管M2中至少一个的导通程度，来调整电阻可调电路220的电阻值，即除了调整连接关系来改变电阻值，晶体管本身的电阻值也可通过晶体管栅极的控制来调整。

在电池230处于充电状态时，如图4A所示，电阻可调电路220中的至少一个晶体管也可以包括第三晶体管M3，此时，第一控制信号用于在电池230充电过程中调整第三晶体管M3的导通程度来调整电阻可调电路220的电阻值。

或者，如图4B所示，电阻可调电路220中的至少一个晶体管包括并联的第三晶体管M3和第四晶体管M4，第三晶体管M3导通时的电阻值与第四晶体管M4导通时的电阻值不同，此时，第一控制信号用于在电池230充电过程中控制第三晶体管M3的状态和/或第四晶体管M4的状态来调整电阻可调电路220的电阻值，第三晶体管M3的状态和第四晶体管M4的状态包括导通状态或截止状态。由于电池230充电时，第三晶体管M3以及第四晶体管M4中至少有一个处于导通状态，电池230才能从电池包200连接的外部电路获得电能，因此，电阻可调电路220的电阻值调整前后，第三晶体管M3以及第四晶体管M4中至少有一个处于导通状态。

其中，在第三晶体管M3以及第四晶体管M4中任意一个的状态调整之前，若第三晶体管M3以及第四晶体管M4均处于导通状态，第一控制信号用于控制第三晶体管M3从导通状态切换到关断状态，第四晶体管M4保持导通状态不变，或者，第一控制信号用于控制第四晶体管M4从导通状态切换到关断状态，第三晶体管M3保持导通状态不变；若第三晶体管M3处于导通状态，第四晶体管M4处于关断状态，第一控制信号用于控制第三晶体管M3从导通状态切换到关断状态，控制第四晶体管M4从关断状态切换到导通状态，或者，第一控制信号用于控制第四晶体管M4从关断状态切换到导通状态，第三晶体管M3保持导通状态不变；若第三晶体管M3处于关断状态，第四晶体管M4处于导通状态，第一控制信号用于控制第三晶体管M3从关断状态切换到导通状态，控制第四晶体管M4从导通状态切换到关断状态，或者，第一控制信号用于控制第三晶体管M3从关断状态切换到导通状态，第四晶体管M4保持导通状态不变。

另外，在电阻可调电路220中的至少一个晶体管可以包括并联的第三晶体管M3和第四晶体管M4的场景下，第一控制信号也可以用于在电池230充电过程中调整第三晶体管M3以及第四晶体管M4中至少一个的导通程度，来调整电阻可调电路220的电阻值，即除了调整连接关系来改变电阻值，晶体管本身的电阻值也可通过晶体管栅极的控制来调整。

需要说明的是，当电池230在放电过程中，电池包200通过调整第一晶体管M1的导通程度来调整电阻可调电路220的电阻值时，电池230在充电过程中，电池包200可以通过调整第三晶体管M3的导通程度来调整电阻可调电路220的电阻值，也可以通过控制第三晶体管M3的状态和第四晶体管M4的状态来调整电阻可调电路220的电阻值。当电池230在放电过程中，电池包200通过控制第一晶体管M1的状态和第二晶体管M2的状态来调整电阻可调电路220的电阻值时，电池230在充电过程中，电池包200可以通过调整第三晶体管M3的导通程度来调整电阻可调电路220的电阻值，也可以通过控制第三晶体管M3的状态和第四晶体管M4的状态来调整电阻可调电路220的电阻值。

进一步地，电阻可调电路220还包括保护电路221，用于基于第一控制信号生成至少一个晶体管控制信号，至少一个晶体管控制信号能够分别作用于电阻可调电路220中的至少一个晶体管的控制端以控制至少一个晶体管。

保护电路221以及与电保护电路连接的至少一个晶体管为利用电池供电设备中常用的硬件，并且可以实现电阻可调电路220的功能，基本上不需要增加硬件成本，不仅可以节约电池包200的成本，还能提高电池包200的普遍适用性。

具体地，如图5所示，在电池230在放电过程中，电池包200通过调整第一晶体管M1的导通程度来调整电阻可调电路220的电阻值，第一晶体管M1为第一MOS管的场景下，第一MOS管的栅极与保护电路221的放电保护端DOUT连接，保护电路221通过控制端CNT接收第一控制信号。保护电路221具体用于：接收第一控制信号，根据第一信号，将放电保护端DOUT的输出信号从第一电压信号调整为第二电压信号；其中，当保护电路221的放电保护端DOUT输出的信号为第一电压信号时，第一MOS管处于第一导通程度，当保护电路221的放电保护端DOUT输出的信号为第二电压信号时，第一MOS管处于第二导通程度，即第一MOS管在第二电压信号的控制下从第一导通程度切换到第二导通程度。

如图5或图6A所示，在电池230在放电过程中，电池包200通过调整第一晶体管M1的状态和/或第二晶体管M2的状态来调整电阻可调电路220的电阻值，第一晶体管M1为第一MOS管，第二晶体管M2为第二MOS管的场景下，第一MOS管的栅极与保护电路221的第一放电保护端DOUT1连接，第二MOS管的栅极与保护电路221的第二放电保护端DOUT2连接，保护电路221通过控制端CNT接收第一控制信号。保护电路221具体用于：接收第一控制信号；当第一控制信号用于控制第一MOS管的状态时，根据第一控制信号，输出第一电压信号；当第一控制信号用于控制第二MOS管的状态时，根据第一控制信号，输出第二电压信号；当第一控制信号用于控制第一MOS管的状态以及第二MOS管的状态时，根据第一控制信号，输出第一电压信号以及第二电压信号；其中，第一电压信号用于调整第一MOS管的状态，第二电压信号用于调整第二MOS管的状态；调整后第一MOS管以及第二MOS管中的至少一个处于导通状态。

如图5或图6A所示，在电池230在充电过程中，电池包200通过调整第三晶体管M3的导通程度来调整电阻可调电路220的电阻值，第三晶体管M3为第三MOS管的场景下，第三MOS管的栅极与保护电路221的充电保护端COUT连接，保护电路221通过控制端CNT接收第一控制信号。保护电路221具体用于：接收第一控制信号，根据第一信号，将充电保护端COUT的输出信号从第三电压信号调整为第四电压信号；其中，当保护电路221的充电保护端COUT输出的信号为第三电压信号时，第三MOS管处于第三导通程度，当保护电路221的充电保护端COUT输出的信号为第四电压信号时，第三MOS管处于第四导通程度，即第三MOS管在第四电压信号的控制下从第三导通程度切换到第四导通程度。

如图6B所示，在电池230在充电过程中，电池包200通过调整第三晶体管M3的状态和/或第四晶体管M4的状态来调整电阻可调电路220的电阻值，第三晶体管M3为第三MOS管，第四晶体管M4为第四MOS管的场景下，第三MOS管的栅极与保护电路221的第一充电保护端COUT1连接，第四MOS管的栅极与保护电路221的第二充电保护端COUT2连接，保护电路221通过控制端CNT接收第一控制信号。保护电路221具体用于：接收第一控制信号；当第一控制信号用于控制第三MOS管的状态时，根据第一控制信号，输出第三电压信号；当第一控制信号用于控制第四MOS管的状态时，根据第一控制信号，输出第四电压信号；当第一控制信号用于控制第三MOS管的状态以及第四MOS管的状态时，根据第一控制信号，输出第三电压信号以及第四电压信号；其中，第三电压信号用于调整第三MOS管的状态，第四电压信号用于调整第四MOS管的状态；调整后第三MOS管以及第四MOS管中的至少一个处于导通状态。

通过上述方案，电池包200中的电阻可调电路220的电阻值可以在电池包200外部的电路系统控制下进行调整，即电池包200的内阻可调，进而可以通过电池包200内阻调整前后电池包200的输出电压以及电池包200内阻调整前后的电阻变化量确定电池包200中电池230产生的电流，相对于现有技术中直接通过库仑计测量电池电流的方案，所确定的电池包产生的电流的精度较高。

如图7所示，本申请实施例还提供了一种测量电池电流的电路系统700，电路系统700包括处理电路710和测量电路720。其中，处理电路710，用于向电池包发送第一控制信号，第一控制信号用于调整电池包的电阻值；测量电路720，用于检测调整电池包的电阻值前电池包的第一输出电压和调整电池包的电阻值后电池包的第二输出电压；处理电路710还用于：根据第一输出电压、第二输出电压以及调整电池包的电阻值引起的电阻值变化量，确定电池包产生的电流。该电池包可以为上述实施例提供的任意一种电池包200。

具体地，电池包产生的电流为充电电流或放电电流。进一步地，电池包产生的电流可以为放电漏电流。

进一步地，测量电路720还用于检测电池包产生的检测电流；处理电路710具体用于：在检测电流小于第一阈值时，向电池包发送第一控制信号，以及根据第一输出电压、第二输出电压以及电阻值变化量，确定电池包产生的电流；测量电路720具体用于：在检测电流小于第一阈值时，检测第一输出电压和第二输出电压。

其中，第一阈值可以小于测量电路720能够检测的最小电流。电池包产生的电流是第一输出电压与第二输出电压之差与电阻值变化量的比值。即电池包产生的电流

其中，U1表示第一输出电压，U2表示第二输出电压，ΔR表示电池包的电阻值调整前后的电阻值变化量。

在以上过程中，电路系统700工作于电流检测状态，由于适用于小电流的精确检测。进一步地，电路系统700还工作于电阻值确定状态或者叫电阻校准状态，在本状态下测量电路720还用于检测电池包产生的检测电流，此时的检测电流通常远大于小电流的精确检测状态下测量得到的小电流值；处理电路710还用于：在检测电流大于第二阈值时，向电池包发送第二控制信号，第二控制信号用于调整电池包的电阻值；测量电路720，还用于在检测电流大于第二阈值时，检测调整电池包的电阻值前电池包的第三输出电压，和调整电池包的电阻值后电池包的第四输出电压；处理电路710还用于：根据第三输出电压、第四输出电压以及检测电流，确定调整电池包的电阻值引起的电阻值变化量。其中，检测电流大于第二阈值时调整电池包的电阻值引起的电阻值变化量，与检测电流小于第一阈值时调整电池包的电阻值引起的电阻值变化量相同，第二阈值通常大于第一阈值，且第二阈值小于测量电路720所能检测的最大电流。或者，第二阈值通可以等于第一阈值，本实施例不做限定。

进一步地，调整电池包的电阻值引起的电阻值变化量

其中，U3表示第三输出电压，U4表示第四输出电压，I1表示检测电流。

具体地，第二控制信号与第一控制信号相同，以使检测电流大于第二阈值时调整电池包的电阻值引起的电阻值变化量，与检测电流小于第一阈值时调整电池包的电阻值引起的电阻值变化量相同。

进一步地，如图8所示，测量电路720包括库仑计721和采样电阻R1，类似于图1中所示的库仑计和采样电阻。其中，库仑计211的第一电压检测端VBATT1用于与电池包的第一输出端连接，库仑计721的第二电压检测端VBATT2与电池包的第二输出端连接，库仑计211的第一电流检测端SR1分别与电池包的第二输出端以及采样电阻R1的第一端连接，库仑计721的第二电流检测端SR2与采样电阻R1的第二端连接。

通过上述方案，电路系统700能够控制电池包的电阻值，根据电池包的电阻值调整前后电池包的输出电压以及电池包的电阻值变化量确定电池包产生的电流，相对于现有技术中直接通过库仑计测量电池电流的方案，电路系统700所确定的电池包产生的电流的精度较高，可以实现电池包产生的小电流的在线检测。

基于以上实施例，本申请实施例还提供了一种测量电池电流的设备，如图9所示，设备900包括上述任意一种可能的实施方式提供的电池包200和上述任意一种可能的实施方式提供的电路系统700。

以下通过设备900检测待机漏电流和关机漏电流等小电流为例，对本申请实施例提供的设备900的工作原理进行详细说明。其中，设备900中还可以安装有用于检测电池电流的应用程序(app)，使得用户可以通过运行该应用程序检测设备中电池包产生的电流。应用程序用于驱动设备900执行下面的操作。应用程序可以被其他类型的计算机软件程序所代替，并被设备900中处理器，如芯片或应用处理器执行。计算机软件程序包括大量计算机程序指令，计算机程序指令可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现驱动设备900执行电流检测的功能。该计算机可读存储器包括各类易失性存储器或非易失性存储器。

具体实施实例一，设备900具体通过以下步骤进行待机漏电流的检测：

1、设备900配置待机漏电流检测标志位，进入待机状态，此时待机状态下，设备900的负荷较小，即用电负载130的用电电流小，电池包200仅输出少量漏电流；

2、设备900检测并存储当前的第一输出电压U1；

3、设备900调整电阻可调电路220的电阻值。其中，电阻可调电路220的电阻值调整前后的电阻值变化量为ΔR。

4、设备900检测并存储电阻可调电路220的电阻值调整后的第二输出电压U2；

5、设备900退出待机模式，根据U1、U2以及ΔR，确定待机漏电流I，其中，I＝|U1-U1|/ΔR。

为了保证检测结果的准确性，设备900在检测待机漏电流之前，还可以通过以下步骤校准ΔR，即进入电阻值确定状态：

a、设备900调整电池230的检测电流，调整后的电池230的检测电流I1大于第二阈值。相对于待机状态，此时，即用电负载130的用电电流增大，导致电池包200的放电电流变大，即大于第二阈值。

b、设备900检测并存储电池包200的第三输出电压U3；

c、设备900调整电阻可调电路220的电阻值。其中，电阻可调电路220的电阻值调整前后的变化量为ΔR。

d、设备900检测并存储电阻可调电路220的电阻值调整后电池包200的第四输出电压U4，以及电池230的检测电流I1；由于此时电流较大，I1的测量值是准确的；

e、设备900根据U3、U4以及I1，确定ΔR，其中，ΔR＝|U3-U4|/I1。由于大电流状态下I1的测量值是准确的，因此获得校准的ΔR，并可以将ΔR用于后续对小电流，如以上待机漏电流的检测计算。

具体实施实例二，设备900具体通过以下步骤进行关机漏电流的检测：

i、设备900配置待机漏电流检测标志位，进入关机状态；

ii、设备检测并存储当前电池包200的第一输出电压U1；

iii、设备900调整电阻可调电路220的电阻值。其中，电阻可调电路220的电阻值调整前后的电阻值变化量为ΔR。

iv、设备900检测并存储电阻可调电路220的电阻值调整后电池包200的第二输出电压U2；

v、设备900开机，根据U1、U2以及ΔR，确定关机漏电流I，其中，I＝|U1-U2|/ΔR。

其中，设备900在检测关机漏电流之前也可以通过上述步骤a-e校准ΔR，本实施例不做赘述。

以上过程以漏电流的小电流检测为例做介绍，需要说明的是，对于充电小电流的检测或充放电大电流检测过程与上述方法类似，本实施例不做赘述。

显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。这样，倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种测量电池电流的设备，其特征在于，包括：电池包、处理电路和测量电路；所述电池包包括控制信号接收端、电池以及电阻可调电路，所述电阻可调电路与所述电池串联；

所述处理电路，用于向电池包发送第一控制信号，所述第一控制信号用于调整所述电池包的内阻；

所述控制信号接收端，用于接收所述处理电路发送的所述第一控制信号；

所述电池可调电路，用于基于所述第一控制信号，调整所述电阻可调电路的电阻值；其中，所述电阻可调电路用于调整所述电池包的内阻；

所述测量电路，用于检测调整所述电池包的内阻前所述电池包的第一输出电压和调整所述电池包的内阻后所述电池包的第二输出电压；

所述处理电路还用于：根据所述第一输出电压、第二输出电压以及调整所述电池包的内阻引起的电阻值变化量，确定所述电池包产生的电流。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电阻可调电路包括至少一个晶体管，所述第一控制信号用于控制所述至少一个晶体管以调整所述电阻可调电路的电阻值。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述至少一个晶体管包括第一晶体管，所述第一控制信号用于在所述电池放电过程中调整所述第一晶体管的导通程度来调整所述电阻可调电路的电阻值。

4.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述至少一个晶体管包括并联的第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管导通时的电阻值与所述第二晶体管导通时的电阻值不同，所述第一控制信号用于在所述电池放电过程中控制所述第一晶体管的状态和/或所述第二晶体管的状态来调整所述电阻可调电路的电阻值，所述第一晶体管的状态和所述第二晶体管的状态包括导通状态或截止状态。

5.如权利要求2至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述至少一个晶体管包括第三晶体管，所述第一控制信号用于在所述电池充电过程中调整所述第三晶体管的导通程度来调整所述电阻可调电路的电阻值。

6.如权利要求2至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述至少一个晶体管包括并联的第三晶体管和第四晶体管，所述第三晶体管导通时的电阻值与所述第四晶体管导通时的电阻值不同，所述第一控制信号用于在所述电池充电过程中控制所述第三晶体管的状态和/或所述第四晶体管的状态来调整所述电阻可调电路的电阻值，所述第三晶体管的状态和所述第四晶体管的状态包括导通状态或截止状态。

7.如权利要求2至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述电阻可调电路还包括保护电路，用于基于所述第一控制信号生成所述至少一个晶体管控制信号，所述至少一个晶体管控制信号能够分别作用于所述至少一个晶体管的控制端以控制所述至少一个晶体管。

8.如权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述电池包产生的电流为充电电流或放电电流。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述电池包产生的电流为放电漏电流。

10.如权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述测量电路还用于检测所述电池包产生的检测电流；

所述处理电路具体用于：在所述检测电流小于第一阈值时，向所述电池包发送所述第一控制信号，以及根据所述第一输出电压、所述第二输出电压以及所述电阻值变化量，确定所述电池包产生的电流；

所述测量电路具体用于：在所述检测电流小于第一阈值时，检测所述第一输出电压和所述第二输出电压。

11.如权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述测量电路还用于检测所述电池包产生的检测电流；

所述处理电路还用于：在所述检测电流大于第二阈值时，向所述电池包发送第二控制信号，所述第二控制信号用于调整所述电池包的内阻；

所述测量电路，还用于在所述检测电流大于第二阈值时，检测调整所述电池包的内阻前所述电池包的第三输出电压，和调整所述电池包的内阻后所述电池包的第四输出电压；

所述处理电路还用于：根据所述第三输出电压、第四输出电压以及所述检测电流，确定所述电阻值变化量。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述第二控制信号与所述第一控制信号相同。

13.如权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述电池包产生的电流是所述第一输出电压与所述第二输出电压之差与所述电阻值变化量的比值。

Images